Публикуем отрывок из книги Сагана «Голубая точка. Космическое будущее человечества» — о том, что случится с Венерой, Марсом и другими планетами, если люди смогут до них добраться.
В разгар Второй мировой войны молодой американский писатель по имени
Джек Уильямсон представлял себе заселенную Солнечную систему. В XXII в.,
воображал он, Венера будет обжита Китаем*, Японией и Индонезией, Марс —
Германией, а спутники Юпитера — Россией. Народы, говорящие
на английском — том самом, на котором писал Уильямсон, — должны были
довольствоваться астероидами и, конечно, остаться на Земле.
______________________
* В реальности китайское космическое агентство планирует модуль с экипажем из двух человек на околоземную орбиту к началу XXI в. Выводить его в космос будет модифицированная ракета «Великий поход – 2Е», которую планируется запустить из пустыни Гоби. Если в китайской экономике далее продолжится хотя бы умеренный рост — значительно более скромный, чем экспоненциальный рост, наблюдавшийся в начале и середине 1990-х ,— Китай может стать одной из ведущих космических держав к середине XXI в. Или ранее. — Прим. авт.
______________________
Эта история, опубликованная в журнале Astounding Science Fiction в июле 1942 г., называлась «Траектория столкновения» (Collision Orbit) и была написана под псевдонимом Уилл Стюарт. Фабула ее заключалась в надвигающемся столкновении необитаемого астероида с колонизированным, а также описывала поиск метода для изменения траекторий малых миров.
Хотя никому на Земле опасность не угрожала, это, возможно, было первое упоминание (не считая газетных комиксов) о столкновениях с астероидом как об угрозе для людей. (Традиционно в таком качестве рассматривались кометы, попадающие в Землю.)
В начале 1940-х гг. мы плохо представляли себе климат Марса и Венеры; считалось вполне вероятным, что люди могли бы существовать там без изощренных систем жизнеобеспечения.
Но астероиды воспринимались иначе. Даже тогда было хорошо известно, что астероиды — мелкие сухие безвоздушные миры. Если их планировалось заселить, причем значительным количеством людей, эти маленькие миры потребовалось бы как-то переделать.
Хотя никому на Земле опасность не угрожала, это, возможно, было первое упоминание (не считая газетных комиксов) о столкновениях с астероидом как об угрозе для людей. (Традиционно в таком качестве рассматривались кометы, попадающие в Землю.)
В начале 1940-х гг. мы плохо представляли себе климат Марса и Венеры; считалось вполне вероятным, что люди могли бы существовать там без изощренных систем жизнеобеспечения.
Но астероиды воспринимались иначе. Даже тогда было хорошо известно, что астероиды — мелкие сухие безвоздушные миры. Если их планировалось заселить, причем значительным количеством людей, эти маленькие миры потребовалось бы как-то переделать.
В «Траектории столкновения» Уильямсон описывает группу «космоинженеров», способных создать благоприятные условия на таких безжизненных мирах. Описывая превращение небесного тела в мир, напоминающий Землю, Уильямсон придумал название для такого процесса — «терраформирование». Он знал, что, поскольку сила тяжести на астероиде мала, любая атмосфера , доставленная туда или полученная на месте, быстро улетучится в космос.
Поэтому основная технология терраформирования у него называлась «парагравитация» — искусственная гравитация, позволяющая удерживать плотную атмосферу.
Насколько известно сегодня, парагравитация физически невозможна. Но можно представить себе на поверхности астероидов куполообразные прозрачные жилища, описанные Константином Циолковским, либо поселения внутри астероидов, о которых еще в 1920-е гг. говорил известный британский исследователь Джон Бернал.
Поскольку астероиды невелики и гравитация на них слабая, было бы сравнительно легко возвести даже массивные подповерхностные конструкции. Если бы туннель был прорыт через астероид насквозь, то можно было бы запрыгнуть в него, появиться с другой стороны примерно через 45 минут и сколь угодно долго болтаться вверх-вниз сквозь астероид.
Если бы вы находились внутри подходящего астероида, например углеродистого, то могли бы найти там сырье для возведения каменных, металлических и пластиковых сооружений, а также не испытывали бы недостатка в воде — все, что требуется для создания замкнутой подповерхностной экосистемы, подземного сада.
Для воплощения такого проекта потребовался бы значительный прогресс по сравнению с сегодняшним днем, однако — в отличие от «парагравитации» — ничто из вышеизложенного не кажется невозможным. Все его элементы присутствуют в современных технологиях. При наличии веской причины к XXII в. значительное количество людей могло бы обитать на астероидах (или внутри них). […]
Поэтому основная технология терраформирования у него называлась «парагравитация» — искусственная гравитация, позволяющая удерживать плотную атмосферу.
Насколько известно сегодня, парагравитация физически невозможна. Но можно представить себе на поверхности астероидов куполообразные прозрачные жилища, описанные Константином Циолковским, либо поселения внутри астероидов, о которых еще в 1920-е гг. говорил известный британский исследователь Джон Бернал.
Поскольку астероиды невелики и гравитация на них слабая, было бы сравнительно легко возвести даже массивные подповерхностные конструкции. Если бы туннель был прорыт через астероид насквозь, то можно было бы запрыгнуть в него, появиться с другой стороны примерно через 45 минут и сколь угодно долго болтаться вверх-вниз сквозь астероид.
Если бы вы находились внутри подходящего астероида, например углеродистого, то могли бы найти там сырье для возведения каменных, металлических и пластиковых сооружений, а также не испытывали бы недостатка в воде — все, что требуется для создания замкнутой подповерхностной экосистемы, подземного сада.
Для воплощения такого проекта потребовался бы значительный прогресс по сравнению с сегодняшним днем, однако — в отличие от «парагравитации» — ничто из вышеизложенного не кажется невозможным. Все его элементы присутствуют в современных технологиях. При наличии веской причины к XXII в. значительное количество людей могло бы обитать на астероидах (или внутри них). […]
 |
Джек Уильямсон (Jack Williamson) —
американский писатель-фантаст,
один из классиков мировой научной
фантастики.
|
 |
«Логика империи» -
научно-фантастическая новелла
американского писателя Роберта А. Хайнлайна. Часть его серии «Будущая история»
первоначально появилась в «Поразительной научной фантастике» и была собрана в
«Зеленых холмах Земли»
|
Давайте на время абстрагируемся от любых сомнений, которые могут быть связаны с этикой перемещения миров или с тем, сможем ли мы заниматься этим без катастрофических последствий.
Представляется, что нам удастся разрабатывать недра других миров, адаптировать их для обитания человека и перегонять с одного места Солнечной системы в другое уже в ближайшие 100–200 лет. Возможно, к тому времени у нас будут и адекватные международные гарантии безопасности. Что же насчет преобразования окружающей среды не на астероидах и кометах, а на планетах? Смогли бы мы жить на Марсе?
Если бы мы хотели обустроить быт на Марсе, то несложно понять, что в принципе нам это под силу. Там светло. Там много воды в породах, в подземных и полярных льдах. Атмосфера состоит в основном из углекислого газа. Представляется вероятным, что при наличии автономных жилищ — например, герметичных куполов — мы могли бы выращивать злаки, добывать кислород из воды, перерабатывать отходы.
На первых порах мы бы зависели от товаров, доставляемых с Земли, но со временем могли бы все больше производить сами. Мы бы становились все более самодостаточными. Даже если герметичные купола изготовить из обычного стекла, то они пропускали бы видимый солнечный свет и поглощали ультрафиолет. Надевая кислородные маски и защитные костюмы — далеко не такие громоздкие и неудобные, как скафандры, мы могли бы покидать наши жилища и отправляться в экспедиции либо строить новые купола, а под ними — деревни или фермы.
Все это очень напоминает опыт американских первопроходцев, но в данном случае существует как минимум одно важное отличие: на ранних этапах потребуются большие субсидии.
Необходимые технологии слишком дорого стоят для какой-нибудь бедной семьи — такой, как мои дедушка с бабушкой, жившие в начале XX в., — и эти люди не смогли бы оплатить собственный перелет на Марс.
Первых поселенцев на Марс будет отправлять государство, эти люди будут обладать очень специализированными навыками. Но спустя одно-два поколения, когда на Марсе родятся дети и внуки — и особенно когда уже будет близок выход на самообеспечение, ситуация начнет меняться. Молодые люди, рожденные на Марсе, будут специально обучаться технологиям, необходимым для выживания в этой новой среде.
Поселенцы станут не столь героическими и исключительными. Начнут проявляться человеческие достоинства и недостатки во всем своем разнообразии. Постепенно, именно в силу сложности путешествия с Земли на Марс, начнет формироваться уникальная марсианская культура — иные устремления и страхи, связанные с той средой, в которой приходится жить, иные технологии, свои социальные проблемы и свои решения для них. Точно как это происходило в любых подобных обстоятельствах на протяжении всей человеческой истории, марсиане постепенно станут чувствовать культурное и политическое отчуждение от метрополии.
С Земли будут прибывать огромные корабли, доставляя важнейшие технологии, семьи новых переселенцев, недостающие ресурсы. Пока наши знания о Марсе ограничены, поэтому сложно судить, будут ли эти корабли возвращаться домой порожняком либо повезут какие-то грузы, имеющиеся только на Марсе, что-то, что будет считаться на Земле очень ценным.
Первоначально все основные научные исследования образцов марсианского грунта будут проводиться на Земле. Но со временем изучение Марса (а также его спутников Фобоса и Деймоса) будет осуществляться уже с поверхности этой планеты.
Наконец — как происходило практически с любыми человеческими транспортными технологиями — межпланетные путешествия станут доступны самым обычным людям. Среди них будут ученые, ведущие собственные исследовательские проекты, колонисты, которым наскучила Земля, и даже экстремальные туристы. Разумеется, среди них будут и путешественники.
Если когда-либо настанет время, когда марсианская окружающая среда станет гораздо сильнее походить на земную — так, что там можно будет обойтись без защитных костюмов, кислородных масок, сельхозугодий и городов под куполами, — то притягательность и доступность Марса должна многократно возрасти. Разумеется, это касается и любого другого мира, который удалось бы преобразовать настолько, чтобы люди могли бы существовать там без изощренных приспособлений, позволяющих оградиться от местной окружающей среды.
Мы бы чувствовали себя в новом доме гораздо уютнее, если бы цельный купол или герметичный костюм не были той прослойкой, что отделяет нас от смерти. Правда, возможно, я преувеличиваю опасности. Жители Нидерландов кажутся как минимум столь же приспособленными к жизни и беззаботными, как другие жители Северной Европы; просто они ремонтируют свои дамбы, которые остаются единственной защитой от моря.
Учитывая спекулятивность самого вопроса и ограниченность наших знаний, возможно ли все-таки представить себе терраформирование планет?
Достаточно присмотреться к нашему родному миру, чтобы убедиться, что в настоящее время люди способны очень сильно изменять планетарную окружающую среду. Разрушение озонового слоя, глобальное потепление, вызванное усилившимся парниковым эффектом, а также глобальное похолодание как последствие ядерной войны — все эти значительные изменения окружающей среды нашего мира технологичны, причем все описанные явления являются непредусмотренными последствиями какой-то другой деятельности. Если бы мы намеревались изменить нашу планетарную экосистему, то вполне могли бы обеспечить еще более значительные модификации. Чем мощнее становятся наши технологии, тем более глубокие вмешательства такого рода нам под силу.
Но точно как (при параллельной парковке) легче выехать с парковочного места, чем найти свободное, проще разрушить планетарную экосистему, чем вписаться в жестко заданный диапазон с нужными температурами, давлением, химическим составом и т. д.
Нам уже известно множество пустынных и необитаемых миров, а также один зеленый и благоприятный для жизни — с очень тонко настроенными параметрами. Это основной вывод, который можно сделать по итогам первого этапа космических исследований Солнечной системы.
Изменяя Землю или любой другой мир и его атмосферу, мы должны очень внимательно отслеживать положительную обратную связь, когда мы немного подталкиваем природу, а она продолжает изменяться сама. Небольшое охлаждение приводит к неконтролируемому оледенению, что, возможно, произошло на Марсе, а небольшое потепление — к лавинообразному парниковому эффекту, что произошло на Венере. Совсем не ясно, достаточно ли наших знаний для осуществления такой цели.
Насколько мне известно, первое упоминание о терраформировании планет в научной литературе появилось в моей статье от 1961 г., где я писал о Венере. Было вполне очевидно, что температура на поверхности Венеры гораздо выше точки кипения воды при нормальных условиях, что вызвано парниковым эффектом, возникающим под действием углекислого газа и водяного пара. Представляется, что нам удастся разрабатывать недра других миров, адаптировать их для обитания человека и перегонять с одного места Солнечной системы в другое уже в ближайшие 100–200 лет. Возможно, к тому времени у нас будут и адекватные международные гарантии безопасности. Что же насчет преобразования окружающей среды не на астероидах и кометах, а на планетах? Смогли бы мы жить на Марсе?
Если бы мы хотели обустроить быт на Марсе, то несложно понять, что в принципе нам это под силу. Там светло. Там много воды в породах, в подземных и полярных льдах. Атмосфера состоит в основном из углекислого газа. Представляется вероятным, что при наличии автономных жилищ — например, герметичных куполов — мы могли бы выращивать злаки, добывать кислород из воды, перерабатывать отходы.
На первых порах мы бы зависели от товаров, доставляемых с Земли, но со временем могли бы все больше производить сами. Мы бы становились все более самодостаточными. Даже если герметичные купола изготовить из обычного стекла, то они пропускали бы видимый солнечный свет и поглощали ультрафиолет. Надевая кислородные маски и защитные костюмы — далеко не такие громоздкие и неудобные, как скафандры, мы могли бы покидать наши жилища и отправляться в экспедиции либо строить новые купола, а под ними — деревни или фермы.
Все это очень напоминает опыт американских первопроходцев, но в данном случае существует как минимум одно важное отличие: на ранних этапах потребуются большие субсидии.
Необходимые технологии слишком дорого стоят для какой-нибудь бедной семьи — такой, как мои дедушка с бабушкой, жившие в начале XX в., — и эти люди не смогли бы оплатить собственный перелет на Марс.
Первых поселенцев на Марс будет отправлять государство, эти люди будут обладать очень специализированными навыками. Но спустя одно-два поколения, когда на Марсе родятся дети и внуки — и особенно когда уже будет близок выход на самообеспечение, ситуация начнет меняться. Молодые люди, рожденные на Марсе, будут специально обучаться технологиям, необходимым для выживания в этой новой среде.
Поселенцы станут не столь героическими и исключительными. Начнут проявляться человеческие достоинства и недостатки во всем своем разнообразии. Постепенно, именно в силу сложности путешествия с Земли на Марс, начнет формироваться уникальная марсианская культура — иные устремления и страхи, связанные с той средой, в которой приходится жить, иные технологии, свои социальные проблемы и свои решения для них. Точно как это происходило в любых подобных обстоятельствах на протяжении всей человеческой истории, марсиане постепенно станут чувствовать культурное и политическое отчуждение от метрополии.
С Земли будут прибывать огромные корабли, доставляя важнейшие технологии, семьи новых переселенцев, недостающие ресурсы. Пока наши знания о Марсе ограничены, поэтому сложно судить, будут ли эти корабли возвращаться домой порожняком либо повезут какие-то грузы, имеющиеся только на Марсе, что-то, что будет считаться на Земле очень ценным.
Первоначально все основные научные исследования образцов марсианского грунта будут проводиться на Земле. Но со временем изучение Марса (а также его спутников Фобоса и Деймоса) будет осуществляться уже с поверхности этой планеты.
Наконец — как происходило практически с любыми человеческими транспортными технологиями — межпланетные путешествия станут доступны самым обычным людям. Среди них будут ученые, ведущие собственные исследовательские проекты, колонисты, которым наскучила Земля, и даже экстремальные туристы. Разумеется, среди них будут и путешественники.
Если когда-либо настанет время, когда марсианская окружающая среда станет гораздо сильнее походить на земную — так, что там можно будет обойтись без защитных костюмов, кислородных масок, сельхозугодий и городов под куполами, — то притягательность и доступность Марса должна многократно возрасти. Разумеется, это касается и любого другого мира, который удалось бы преобразовать настолько, чтобы люди могли бы существовать там без изощренных приспособлений, позволяющих оградиться от местной окружающей среды.
Мы бы чувствовали себя в новом доме гораздо уютнее, если бы цельный купол или герметичный костюм не были той прослойкой, что отделяет нас от смерти. Правда, возможно, я преувеличиваю опасности. Жители Нидерландов кажутся как минимум столь же приспособленными к жизни и беззаботными, как другие жители Северной Европы; просто они ремонтируют свои дамбы, которые остаются единственной защитой от моря.
Учитывая спекулятивность самого вопроса и ограниченность наших знаний, возможно ли все-таки представить себе терраформирование планет?
Достаточно присмотреться к нашему родному миру, чтобы убедиться, что в настоящее время люди способны очень сильно изменять планетарную окружающую среду. Разрушение озонового слоя, глобальное потепление, вызванное усилившимся парниковым эффектом, а также глобальное похолодание как последствие ядерной войны — все эти значительные изменения окружающей среды нашего мира технологичны, причем все описанные явления являются непредусмотренными последствиями какой-то другой деятельности. Если бы мы намеревались изменить нашу планетарную экосистему, то вполне могли бы обеспечить еще более значительные модификации. Чем мощнее становятся наши технологии, тем более глубокие вмешательства такого рода нам под силу.
Но точно как (при параллельной парковке) легче выехать с парковочного места, чем найти свободное, проще разрушить планетарную экосистему, чем вписаться в жестко заданный диапазон с нужными температурами, давлением, химическим составом и т. д.
Нам уже известно множество пустынных и необитаемых миров, а также один зеленый и благоприятный для жизни — с очень тонко настроенными параметрами. Это основной вывод, который можно сделать по итогам первого этапа космических исследований Солнечной системы.
Изменяя Землю или любой другой мир и его атмосферу, мы должны очень внимательно отслеживать положительную обратную связь, когда мы немного подталкиваем природу, а она продолжает изменяться сама. Небольшое охлаждение приводит к неконтролируемому оледенению, что, возможно, произошло на Марсе, а небольшое потепление — к лавинообразному парниковому эффекту, что произошло на Венере. Совсем не ясно, достаточно ли наших знаний для осуществления такой цели.
 |
Проектные работы, рассматриваемых в 1975
и 1976 годах Стенфордским университетом, с целью изучения
проектов будущих космических колоний
© Don Davis / NASA Ames Research
Center
|
Я предположил, что в высоких облаках Венеры можно было бы рассеять генетически модифицированные микроорганизмы, которые поглощали бы из атмосферы углекислый газ, азот и воду, а затем преобразовывали бы их в органические молекулы. Чем больше углекислого газа удалось бы убрать, тем слабее был бы парниковый эффект и прохладнее поверхность.
Микробы опускались бы в атмосфере все ниже к поверхности, где поджаривались бы. В таком случае водяной пар возвращался бы в атмосферу, но углерод из углекислого газа при высоких температурах необратимо превращался бы в графит или другую нелетучую форму. В конце концов температура упала бы ниже точки кипения воды, и поверхность Венеры стала бы пригодной для обитания. По всей планете встречались бы лужи и озера теплой воды.
Эту идею вскоре подхватили многие писатели, не прекращающие лавировать между наукой и научной фантастикой, где наука стимулирует фантастику, а фантастика воспитывает новые поколения ученых. Польза получается обоюдной. Но уже понятно, что следующий этап — засевание Венеры специальными фотосинтезирующими организмами — не наступит.
После 1961 г. мы открыли, что облака Венеры представляют собой концентрированный раствор серной кислоты, генетическая инженерия для такой среды становится гораздо более нетривиальной. Но эта ошибка как таковая не является критической. Существуют микроорганизмы, которые проводят всю жизнь в концентрированных растворах серной кислоты.
Вот в чем фатальный просчет: в 1961 г. я думал, что атмосферное давление на поверхности Венеры составляет несколько бар, то есть в несколько раз выше атмосферного давления у поверхности Земли. Сейчас известно, что оно равно 90 бар, поэтому если бы описанная схема сработала, то вся поверхность планеты оказалась бы покрыта тончайшим графитом, слой которого имел бы толщину в несколько сотен метров.
Полученная атмосфера почти полностью состояла бы из чистого молекулярного кислорода, оказывая давление 65 бар. Что случилось бы раньше — мы взорвались бы в условиях такого атмосферного давления или воспламенились в этом кислороде, вопрос остается открытым.
Однако задолго до того, как на Венере успели бы накопиться такие объемы кислорода, графит спонтанно выгорал бы до углекислого газа, и процесс замыкался бы. В лучшем случае такая схема допускает лишь частичное терраформирование Венеры.
Допустим, что к началу XXII в. у нас будут сравнительно недорогие грузоподъемные ракеты-носители, на которых можно было бы доставлять к другим мирам много полезного груза; многочисленные мощные термоядерные реакторы; развитая генная инженерия. Учитывая современные тенденции, все три эти предположения обоснованны. Могли бы мы терраформировать планеты?* Джеймс Поллак из Исследовательского центра Эймса в составе НАСА и я исследовали эту проблему. Вот краткое содержание того, что нам удалось обнаружить.
______________________
* Уильямсон, будучи почетным профессором английского языка в Восточном университете Нью-Мексико, уже в возрасте 85 лет писал мне, что он «с удивлением наблюдает, как далеко продвинулась настоящая наука», поскольку именно он впервые предложил терраформировать другие миры. Мы накапливаем технологии, которые однажды сделают терраформирование возможным, но в настоящее время у нас есть только версии, в целом гораздо менее революционные, чем оригинальные идеи Уильямсона. — Прим. авт.
______________________
Венера
Определенно, основная проблема с Венерой — мощный парниковый эффект. Если бы мы могли снизить его почти до нуля, климат на планете стал бы мягким и влажным. Но атмосфера из углекислого газа, оказывающая давление 90 бар, удушающе плотная. На каждый участок поверхности, сравнимый по площади с почтовой маркой, давит столб атмосферы, сопоставимый с шестью футболистами, уложенными друг на друга. Чтобы избавиться от такой атмосферы, потребовалось бы немало времени.
Допустим, мы бы бомбардировали Венеру астероидами и кометами. При каждом столкновении планета теряла бы часть атмосферы. Однако, чтобы утилизировать ее почти полностью, потребовалось бы больше крупных астероидов и комет, чем есть в наличии — как минимум в планетной части Солнечной системы.
Даже если бы существовало такое множество потенциальных «бомб», даже если бы нам удалось столкнуть их все с Венерой (это исчерпывающее решение проблемы межпланетных столкновений), подумайте, что бы мы потеряли. Кто знает, какие чудеса, какие практичные сведения скрывают эти тела? При этом мы бы также уничтожили большую часть роскошной поверхностной геологии Венеры, которую мы только начали понимать и которая могла бы многое поведать нам о Земле.
Это пример грубого терраформирования. Думаю, нам следует решительно отказаться от таких методов, даже если когда-нибудь они станут для нас осуществимы (в чем я очень сомневаюсь).
Мы хотим чего-нибудь более красивого, тонкого, бережного по отношению к окружающей среде других миров. Некоторые подобные достоинства есть у подхода с использованием бактерий, но он, как мы уже убедились, не позволяет справиться с задачей.
Можно представить себе такой вариант: измельчить темный астероид до состояния пыли и распределить этот порошок в верхних слоях венерианской атмосферы либо поднять такую пыль с поверхности планеты. Получился бы физический эквивалент той ядерной зимы, которая определила земной климат после мел-палеогенового столкновения.
Если существенно ослабить поток солнечного света, попадающего на планету, поверхностная температура должна снизиться. Но по определению при таком подходе Венера погружается в глубокую тьму, днем там должно быть не светлее, чем в лунную ночь на Земле. Душная сокрушительная 90-барная атмосфера никуда бы не делась.
Поскольку поднятая таким образом пыль будет осаждаться с периодичностью в несколько лет, ее уровень придется с такой же периодичностью обновлять. Возможно, такая практика будет приемлема при кратких исследовательских экспедициях, но получаемая в результате окружающая среда кажется слишком суровой для существования самодостаточного человеческого общества на Венере.
Мы могли бы расположить на орбите Венеры гигантский искусственный солнцезащитный экран, чтобы охладить поверхность; но этот проект был бы невероятно дорогим, а также имел бы многие недостатки, присущие пылевому слою. Однако если бы температуру атмосферы удалось существенно снизить, то углекислый газ мог бы выпасть в виде осадков. На Венере настал бы переходный период, в который бы появились углекислотные океаны.
Если бы эти океаны удалось накрыть, чтобы предотвратить повторное испарение — например, налить сверху океаны воды, растопив большой ледяной спутник, доставленный из внешней части Солнечной системы, — то углекислый газ вполне можно было бы вывести из атмосферы, и Венера превратилась бы в водный (или слабогазированный) мир. Также предлагались способы преобразования углекислого газа в карбонатные породы.
Все эти предложения по терраформированию Венеры по-прежнему грубые, некрасивые и абсурдно дорогие. Желаемые метаморфозы этой планеты могут оказаться за пределами наших возможностей еще очень долго, даже если мы сочтем такое начинание правильным и ответственным. Азиатская колонизация Венеры, которую представлял себе Джек Уильямсон , должна развернуться где-нибудь в другом месте.
Допустим, мы бы бомбардировали Венеру астероидами и кометами. При каждом столкновении планета теряла бы часть атмосферы. Однако, чтобы утилизировать ее почти полностью, потребовалось бы больше крупных астероидов и комет, чем есть в наличии — как минимум в планетной части Солнечной системы.
Даже если бы существовало такое множество потенциальных «бомб», даже если бы нам удалось столкнуть их все с Венерой (это исчерпывающее решение проблемы межпланетных столкновений), подумайте, что бы мы потеряли. Кто знает, какие чудеса, какие практичные сведения скрывают эти тела? При этом мы бы также уничтожили большую часть роскошной поверхностной геологии Венеры, которую мы только начали понимать и которая могла бы многое поведать нам о Земле.
Это пример грубого терраформирования. Думаю, нам следует решительно отказаться от таких методов, даже если когда-нибудь они станут для нас осуществимы (в чем я очень сомневаюсь).
Мы хотим чего-нибудь более красивого, тонкого, бережного по отношению к окружающей среде других миров. Некоторые подобные достоинства есть у подхода с использованием бактерий, но он, как мы уже убедились, не позволяет справиться с задачей.
Можно представить себе такой вариант: измельчить темный астероид до состояния пыли и распределить этот порошок в верхних слоях венерианской атмосферы либо поднять такую пыль с поверхности планеты. Получился бы физический эквивалент той ядерной зимы, которая определила земной климат после мел-палеогенового столкновения.
Если существенно ослабить поток солнечного света, попадающего на планету, поверхностная температура должна снизиться. Но по определению при таком подходе Венера погружается в глубокую тьму, днем там должно быть не светлее, чем в лунную ночь на Земле. Душная сокрушительная 90-барная атмосфера никуда бы не делась.
Поскольку поднятая таким образом пыль будет осаждаться с периодичностью в несколько лет, ее уровень придется с такой же периодичностью обновлять. Возможно, такая практика будет приемлема при кратких исследовательских экспедициях, но получаемая в результате окружающая среда кажется слишком суровой для существования самодостаточного человеческого общества на Венере.
Мы могли бы расположить на орбите Венеры гигантский искусственный солнцезащитный экран, чтобы охладить поверхность; но этот проект был бы невероятно дорогим, а также имел бы многие недостатки, присущие пылевому слою. Однако если бы температуру атмосферы удалось существенно снизить, то углекислый газ мог бы выпасть в виде осадков. На Венере настал бы переходный период, в который бы появились углекислотные океаны.
Если бы эти океаны удалось накрыть, чтобы предотвратить повторное испарение — например, налить сверху океаны воды, растопив большой ледяной спутник, доставленный из внешней части Солнечной системы, — то углекислый газ вполне можно было бы вывести из атмосферы, и Венера превратилась бы в водный (или слабогазированный) мир. Также предлагались способы преобразования углекислого газа в карбонатные породы.
Все эти предложения по терраформированию Венеры по-прежнему грубые, некрасивые и абсурдно дорогие. Желаемые метаморфозы этой планеты могут оказаться за пределами наших возможностей еще очень долго, даже если мы сочтем такое начинание правильным и ответственным. Азиатская колонизация Венеры, которую представлял себе Джек Уильямсон , должна развернуться где-нибудь в другом месте.
Марс
На Марсе мы сталкиваемся с прямо противоположной проблемой. Там не хватает парникового эффекта. Эта планета — замерзшая пустыня. Но тот факт, что 4 млрд лет назад на Марсе, по-видимому, были полноводные реки, озера и, возможно, даже океаны — когда Солнце сияло не так ярко, как сегодня, — заставляет задуматься, присуща ли марсианскому климату какая-то естественная нестабильность, что-то висящее на волоске, что может сработать от малейшего толчка и естественным образом вернуть планету в ее древнее благоприятное состояние. Сразу необходимо отметить, что при этом будут уничтожены марсианские формы рельефа, содержащие важнейшую информацию о прошлом, — в особенности это касается слоистого полярного ландшафта.
Насколько нам известно на примере Земли и Венеры, диоксид углерода — парниковый газ. На Марсе найдены минералы-карбонаты, а в одной из полярных шапок — сухой лед. Из них можно выделить углекислый газ. Но чтобы добиться такого парникового эффекта, который позволил бы установить на всем Марсе комфортные температуры, потребовалось бы вспахать всю поверхность планеты и обработать ее на глубину нескольких километров. Кроме ошеломительных инженерных сложностей, которые возникнут при этом на практике — независимо от того, будет ли задействоваться энергия ядерного синтеза, — и неудобств, с которыми придется столкнуться любым закрытым экосистемам, каковые земляне уже успеют оборудовать на планете, такой проект будет означать безответственное уничтожение уникального научного ресурса и базы данных — марсианской поверхности.
Что насчет других парниковых газов? В качестве альтернативы можно было бы взять на Марс хлорфторуглероды, предварительно синтезированные на Земле. Насколько нам известно, эти искусственные вещества не встречаются больше нигде в Солнечной системе. Вполне реально произвести хлорфторуглероды на Земле в достаточном количестве для обогрева Марса, поскольку случайно, пользуясь современными технологиями, мы умудрились синтезировать их столько, что поспособствовали глобальному потеплению на нашей планете. Однако доставка этих веществ на Марс будет дорогостоящей. Даже при применении ракет-носителей класса «Сатурн -5 » или «Энергия » потребовалось бы выполнять по одному запуску в день на протяжении столетия. Однако, возможно, их удалось бы синтезировать из фторсодержащих минералов на Марсе.
Кроме того, у этой технологии есть серьезный недостаток. Как и на Земле, хлорфторуглероды на Марсе будут мешать формированию озонового слоя. При помощи хлорфторуглеродов на Марсе можно достичь комфортных температур, но при этом интенсивность солнечного ультрафиолета гарантированно останется крайне опасной. Возможно, солнечное ультрафиолетовое излучение удалось бы абсорбировать, оставив в атмосфере слой тончайшей астероидной пыли (или поднять такую пыль с поверхности), внедрив строго отмеренные дозы такого материала в атмосферу выше хлорфторуглеродного слоя. Но тогда мы оказываемся в сложном положении и должны бороться с распространением побочных эффектов, причем для устранения каждого эффекта потребуется отдельное масштабное технологическое решение.
Насколько нам известно на примере Земли и Венеры, диоксид углерода — парниковый газ. На Марсе найдены минералы-карбонаты, а в одной из полярных шапок — сухой лед. Из них можно выделить углекислый газ. Но чтобы добиться такого парникового эффекта, который позволил бы установить на всем Марсе комфортные температуры, потребовалось бы вспахать всю поверхность планеты и обработать ее на глубину нескольких километров. Кроме ошеломительных инженерных сложностей, которые возникнут при этом на практике — независимо от того, будет ли задействоваться энергия ядерного синтеза, — и неудобств, с которыми придется столкнуться любым закрытым экосистемам, каковые земляне уже успеют оборудовать на планете, такой проект будет означать безответственное уничтожение уникального научного ресурса и базы данных — марсианской поверхности.
Что насчет других парниковых газов? В качестве альтернативы можно было бы взять на Марс хлорфторуглероды, предварительно синтезированные на Земле. Насколько нам известно, эти искусственные вещества не встречаются больше нигде в Солнечной системе. Вполне реально произвести хлорфторуглероды на Земле в достаточном количестве для обогрева Марса, поскольку случайно, пользуясь современными технологиями, мы умудрились синтезировать их столько, что поспособствовали глобальному потеплению на нашей планете. Однако доставка этих веществ на Марс будет дорогостоящей. Даже при применении ракет-носителей класса «Сатурн -5 » или «Энергия » потребовалось бы выполнять по одному запуску в день на протяжении столетия. Однако, возможно, их удалось бы синтезировать из фторсодержащих минералов на Марсе.
Кроме того, у этой технологии есть серьезный недостаток. Как и на Земле, хлорфторуглероды на Марсе будут мешать формированию озонового слоя. При помощи хлорфторуглеродов на Марсе можно достичь комфортных температур, но при этом интенсивность солнечного ультрафиолета гарантированно останется крайне опасной. Возможно, солнечное ультрафиолетовое излучение удалось бы абсорбировать, оставив в атмосфере слой тончайшей астероидной пыли (или поднять такую пыль с поверхности), внедрив строго отмеренные дозы такого материала в атмосферу выше хлорфторуглеродного слоя. Но тогда мы оказываемся в сложном положении и должны бороться с распространением побочных эффектов, причем для устранения каждого эффекта потребуется отдельное масштабное технологическое решение.
 |
Проектные работы, рассматриваемых в 1975
и 1976 годах Стенфордским университетом, с целью изучения
проектов будущих космических колоний
© Don Davis / NASA Ames Research
Center
|
Третий возможный парниковый газ для обогрева Марса — аммиак (NH3).
Разумно скомбинировав на Марсе парниковые эффекты, оказываемые углекислым газом, хлорфторуглеродами и аммиаком, удалось бы довести поверхностные температуры довольно близко к точке замерзания воды, после чего можно было бы перейти ко второму этапу терраформирования Марса. Температуры будут расти благодаря существенному давлению водяного пара в атмосфере , генетически модифицированные растения будут выделять кислород, а поверхностная окружающая среда — подвергаться тонкой настройке. Можно будет заселить Марс бактериями, сравнительно крупными растениями и животными до того, как вся окружающая среда станет пригодна для существования поселенцев без специальной защиты.
Терраформировать Марс по определению гораздо проще, чем Венеру. Но по нынешним стандартам это по-прежнему очень дорого и разрушительно для окружающей среды. Однако при наличии достаточного обоснования, возможно, терраформирование Марса будет запущено в течение XXII в.
Спутники Юпитера и Сатурна
Терраформирование спутников планет юпитерианской группы — это задачи разной степени сложности. Возможно, проще всего было бы взяться за Титан. Там уже есть атмосфера, состоящая в основном из азота — как и земная; атмосферное давление там гораздо ближе к земному, чем на Венере или на Марсе. Более того, важные парниковые газы — NH3 и H2O
— практически наверняка присутствуют у него на поверхности в замороженном виде.
Производство первичных парниковых газов, которые не замерзают при нынешних температурах Титана, плюс непосредственный разогрев поверхности при помощи ядерного синтеза — таковы, по-видимому, будут важнейшие шаги, с которых однажды начнется терраформирование Титана.
При наличии веской причины для терраформирования других миров такие величайшие инженерные проекты могут быть осуществимы в тех временных рамках, о которых мы здесь говорим; это определенно справедливо для астероидов, возможно для Марса, Титана и других спутников внешних планет, а для Венеры — пожалуй, нет.
Мы с Поллаком признаем, что существуют люди, испытывающие сильнейшую тягу к адаптации других миров Солнечной системы для человеческого обитания — обустраивать там обсерватории, исследовательские базы, поселения и усадьбы. Именно в США, в истории которых был период первопроходчества, эта идея может показаться особенно естественной и привлекательной.
В любом случае радикальное, но при этом компетентное и разумное изменение экосистем других миров возможно лишь тогда, когда мы будем понимать эти миры значительно лучше, чем сегодня. Сторонники терраформирования сначала должны поддержать долгосрочные и тщательные научные исследования других миров.
Пожалуй, когда мы по-настоящему поймем сложности терраформирования, цена экологических издержек покажется слишком высокой, и мы умерим наши запроcы к другим мирам, ограничившись городами под куполами или под землей либо иными локальными закрытыми экосистемами — значительно усовершенствованными вариантами «Биосферы-2»
* «Биосфера-2» — эксперимент по моделированию замкнутой экологической системы, проводившийся в США в 1991–1993 гг. В герметичном помещении из стали и стекла площадью 1,3 га и объемом 200 000 куб. м было создано несколько биомов (тропический лес, болото, мини-океан, пустыня и др.), населенных животными и микроорганизмами. Восемь человек жили там около двух лет. Производство первичных парниковых газов, которые не замерзают при нынешних температурах Титана, плюс непосредственный разогрев поверхности при помощи ядерного синтеза — таковы, по-видимому, будут важнейшие шаги, с которых однажды начнется терраформирование Титана.
При наличии веской причины для терраформирования других миров такие величайшие инженерные проекты могут быть осуществимы в тех временных рамках, о которых мы здесь говорим; это определенно справедливо для астероидов, возможно для Марса, Титана и других спутников внешних планет, а для Венеры — пожалуй, нет.
Мы с Поллаком признаем, что существуют люди, испытывающие сильнейшую тягу к адаптации других миров Солнечной системы для человеческого обитания — обустраивать там обсерватории, исследовательские базы, поселения и усадьбы. Именно в США, в истории которых был период первопроходчества, эта идея может показаться особенно естественной и привлекательной.
В любом случае радикальное, но при этом компетентное и разумное изменение экосистем других миров возможно лишь тогда, когда мы будем понимать эти миры значительно лучше, чем сегодня. Сторонники терраформирования сначала должны поддержать долгосрочные и тщательные научные исследования других миров.
Пожалуй, когда мы по-настоящему поймем сложности терраформирования, цена экологических издержек покажется слишком высокой, и мы умерим наши запроcы к другим мирам, ограничившись городами под куполами или под землей либо иными локальными закрытыми экосистемами — значительно усовершенствованными вариантами «Биосферы-2»
*. Может быть, мы откажемся от мечты преобразовать поверхность планет и спутников и придать им какое-то сходство с Землей. А возможно, что найдутся гораздо более экономичные, красивые и экологически щадящие способы терраформирования, которых мы пока себе не представляем.
______________________
______________________
Но если мы решим всерьез взяться за это дело, то следует задать себе определенные вопросы.
- Учитывая, что любой вариант терраформирования подразумевает компромис между пользой и издержками, насколько мы можем быть уверены, что при преобразовании планеты важнейшая научная информация не будет уничтожена?
- Насколько подробно мы должны будем изучить конкретный мир, прежде чем можно будет рассчитывать, что его преобразование даст желаемый результат?
- Сможем ли мы гарантировать в долгосрочной перспективе, что человеческое сообщество будет поддерживать и обновлять измененный мир, если наши политические институты так недолговечны?
- Если мир хотя бы теоретически можно заселить — пусть даже микроорганизмами, вправе ли человек изменять его?
- Какова наша ответственность за сохранение миров Солнечной системы в девственном состоянии для будущих поколений, представители которых могут счесть наши сегодняшние планы по использованию небесных тел слишком недальновидными?
Все эти вопросы, пожалуй, можно свести к одному итоговому:
 |
«Голубая точка.
Космическое будущее человечества»
Карл Саган (Carl Sagan)
|
- можно ли доверить другие миры нам, устроившим такой хаос у себя дома?
Учитывая безотлагательные проблемы, важным признаком готовности человека серьезно присматриваться к терраформированию станет наша способность привести в порядок собственный мир. Можно считать это экзаменом на глубину нашего понимания проблемы и готовность за нее браться.
Первый шаг преобразования Солнечной системы — гарантировать, что Земля останется пригодной для обитания.
Тогда мы будем готовы отправиться к кометам, астероидам, Марсу, спутникам из внешней части Солнечной системы и далее. Прогноз Джека Уильямсона, что это произойдет к XXII в., возможно, не так далек от истины.